Одним ИЗ ОСНОВНЫХ ооказателей, определяющих физико-химические свойства дизельных топлив, является темнература их застывания, определяемая по ГОСТ 1533-42 как температура, при которой нефтепродукт теряет свою подвижность в строго стандартных условиях (при наклоне пробирки с продуктом под углом 45° уровень продукта остается неподвижным в течение 1 мин).
Предлагается автоматический прибор циклического действия, позволяющий определять температуру застывания светлых нефтепродуктов (специальных дизельных топлив) на потоке но степени поглощения нефтепродуктом ультразвукового сигнала, возбуждаемого электромеханическим преобразователем пьезоакустической системы. Оригинальной и новой является конструкция кюветы из плексигласа, на корпусе которой укреплена пластина титаната бария, а внутренняя обкладка выполнена из латуни. Нагревательная обмотка кюветы индукционным током нагревает эту обкладку.
Вторым новым оригинальным элементом прибора является двухкоординатный самописец.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 - схематический чертеж кюветы.
В качестве источника ультразвуковых колебаний и приемника отраженных колебаний / используют схему, применяемую в промышленных дефектоскопах УЗД-74 с выходом на электропный потенциометр.
В качестве пьезоэлемента применяют пластину титаната бария, которая обладает большим пьезоэлектрическим модулем и не изменяет
№ 140264- 2 -
своих свойств с изменением температуры. Благодаря большой емкости пластин титаната бария их легко можно согласовывать с контуром генератора импульсов, который должен быть низкоомным, так как формируемые импульсы должны быть ючень короткими (на частоте 2,5 мгц длительность импульса 1,5 сек. На рабочую частоту 2,5 мгц применяют пластины титаната бария диаметром 12 мм и толщиной 1 мм.
В процессе работы генератора в колебательном контуре формируется короткий импульс быстрозатухающих электрических колебаний, который благодаря пьезоэлектрическим свойствам пьезоэлемента, установленного на кювете 2, содержащей нефтепродукт, сопровождается импульсом упругих механических колебаний той же частоты.
Отраженный от задней стенки кюветы 2 ультразвуковой сигнал попадает на поверхность той же пластинки из титапата бария, которая при этом становится источником переменной э.д.с. Очень слабый отраженный сигнал усиливается и подается на вход усилителя напряжения, выход которого согласуется со сходом электронного двухкоординатного потенциометра 3.
Для того чтобы обеспечить постоянное охлаждение испытуемого образца нефтепродукта (без переохлаждения пробы), кювету 2 изготавливают из нетеплопроводимого материала, в качестве которого наиболее подходящим является органическое стекло. Пьезощуп 4 приклеен к стенке кюветы по всей поверхности и одновременно жестко укреплен с боков с помощью цилиндрического кольца из органического стекла. Для разогрева продукта внутреннюю часть кюветы и выводы выкладывают тонкой латунной фольгой. Снаружи кювету вместе с выводами обматывают изолированным проводом, получая таким образом индукционную катушку; при протекании по обмотке катушки электрического тока латунная обойма кюветы быстро нагревается за счет наводимых вихревых токов и передает тепло нефтепродукту, прежде всего осевшему на стенках кюветы. Вследствие этого при перезаливке кюветы кристаллы парафина полностью уносятся из прибора.
С целью поддержания неизменного уровня продукта в кювете и удаления пузырьков газа, что является необходимым условием для получения неизменного по величине ультразвукового сигнала, кювета выполненная проточной 1и имеет сливную камеру 5, через которую происходит сброс лишнего продукта. Термосопротивление 6 (типа МТ-54) установлено в кювете в металлическом карма не и изолировано от корпуса кюветы с помощью вставки из органического стекла. Глубина погружения термосопротивления в нефтепродукт 1выбрана таким образом, чтобы оно не загораживало поток ультразвуковых волн, направляемых от пьезоизлучателя 4 к экрану. Для того чтобы при заливке кюветы нефтепродукт не оставался в подводящей 7 и сбросной 8 трубках, прибор оборудован запорным трехходовым клапаном 9, установленным на линии технологического потока перед прибором. 11ри открытии клапана, за счет давления в трубопроводе, дизельное топливо через фильтр и редуктор попадает в кювету и выбрасывается в сборный бачок, сообщающийся с атмосферой. При перекрытии клапана 8 подводящая трубка 7 соединяется с атмосферой, и нефтепродукт стекает из трубок через кювету в сборный бачок. По заполнении сборного бачка до предельного уровня нефтепродукт из него откачивается насосом в систему или канализацию.
Двухкоординатный самописец 3 предназначен для записи процессов застывания дизельного топлива и поз воляет производить измерения и запись графиков двух величин: предварительно преобразованного в напряжение постоянного тока ультразвукового сигнала (координата, характеризующая процесс застывания топлива) и сопротивление термосопротивления 6, непосредственно вКоТЮченного в мостовую компенсационную схему (координата, характеризующая температуру -нефтепродукта). Измерительная схема, ведущая запись процессов застывания нефтепродукта, в точности соответствует схеме электронного потенциометра ЭПД-12. Измерительная схема, ведущая запись температуры, представляет собой четырехплечий мост переменного тока, образованный сопротивлениями 5000, 2500, 3200 ом и и Rf термистора. Выходной сигнал в виде падения напряжения на диагонали моста с вершинами 5000, 2500, 3200 ом и У т термистора непрерывно сравнивается с падением напряжения на реохорде, питаемом от того же источника напряжения и механически связанного с реверсивным двигателем РД-09. Двигатель РД-09 питается от. усилителя напряжения. Разность сравниваемых напряжений подается непосредственно на сетку лампы первого каскада усилителя напряжения и после усиления поступает на управляющую обмотку РД-09. Двигатель приходит во вращение и перемещает движок реохорда в сторону восстановления равновесия. Так как реохорд, задающий изменение температуры, посажен на общую ось с диском диаграммы самописца, всякое изменение температуры вызывает соответствующее вращение диаграммного диска двухкоординатного самописца. Величину поворота диска и пределы измерения регулируют с помощью дополнительных сопротивлений R и качестве холодильной камеры 10 в приборе используют холодильный агрегат «Саратов-2, в испарительной камере которого, оборудованной под холодильник, помещают кювету 2 с используемым топливом. Термоизоляцию холодильника осуществляют с помощью щлаковаты, наружные стенки утепляют сукном. Крыщку с укрепленной на ней кюветой изготавливают из органического стекла и так же оклеивают сукном. Выполнение данных условий обеспечивает поддержание в холодильной камере температуры минус 23-24° при температуре окружающего воздуха до 30°. Регулирование температуры в камере осуществляют с помощью контактного термометра, включенного в схему автоматизации холодильного агрегата.
Управление прибором осуществляется командно-электрическим прибором // (КЭП-12У), серийно выпускаемым промыщленностью. При вычерчивании на диаграмме процесса застывания дизельного топлива точка перехода ломаной линии в движение по окружности (что соответствует полному затуханию отраженного сигнала) соответствует температуре застывания топлива. Сходимость результатов определения температуры застывания для аналогичных проб полная и соответствует ГОСТ 1933-42.
Предмет изобретения
1. Прибор циклического действия для определения температуры застывания топлив по степени поглощения ультразвука, отличающийся тем, что, с целью автоматизации определения температуры застывания по моменту затухания отраженного ультразвукового сигнала, соответствующего моменту застывания топлив, кювета выполнена из органического стекла с наружной электрообмоткой для нагрева внутренней металлической обкладки кюветы при перезарядке нефтепродукта, внутри кюветы помещено термосопротивление, служащее для замера температуры топлива, а на корпусе расположена пластина пьезоэлемента из титаната бария для передачи отраженного от стенки ультразвукового сигиала на самописец.
- 3 -jYo 140264
№ 140264- 4 2. Прибор циклического действия для определения температуры застывания топлив по степени поглощения ультразвука по п. 1, отличающийся тем, что в нем применен двухкоординатиый самописец, диск диаграммы которого посажен на одну общую ось с реохордом, задающим изменение температуры, вызывающее вращение диска, а следовательно, и одновременную запись процесса застывания дизельного топлива и температуру его, воспринимаемую термосопротивлением, причем температура застывания соответствует точке перехода записи на диаграмме из наклонной кривой в движение по окружности.
с:
